Hordozható gázérzékelők
Gázméréstechnika az MSA-tól

A hordozható gázérzékelők használatához szükséges tipikus karbantartási műveletek a következők:

• A készülék külsejének rendszeres tisztítása nedves törlőkendővel

• Ha a mérőműszer víznek volt kitéve, a maradék vizet le kell rázni róla, vagy egy tiszta, száraz ruhával le kell törölni.

• Amikor egy XCell érzékelőnél az elhasználódás jelei mutatkoznak, akkor be kell ütemezni a cseréjét.

• A poros vagy szennyezett környezetben használt készülékeknél gyakoribb szűrőcsere válhat szükségessé.

• Amikor nem használja, a berendezést biztonságos, száraz helyen kell tárolni, és az akkumulátorhoz megfelelő töltőkészülékre kell csatlakoztatni.

Az akkumulátorok reagálása nagyon hasonló az elektrokémiai érzékelőkéhez. Általában a folyékony elektrolitoktól függ, amelyek fenntartják a kémiai reakciót. Mivel az alkáli elemek alacsony hőmérsékleten könnyen elveszíthetik kapacitásuk 90, vagy még még több százalékát, az MSA ALTAIR mérőműszereinél lítium alapú akkumulátortechnológiát használnak, amely sokkal megbízhatóbban működik hideg időben, mint a hagyományos, például az NiCd, alkáli vagy NiMH technológia alapú akkumulátorok. Az akkumulátor lemerülése mellett a töltési teljesítményt és a kapacitást is befolyásolhatják a hőmérsékleti hatások. Az MSA készülékek hővédő áramkörökkel rendelkeznek, amelyek extém hőmérsékletviszonyok esetén megakadályozzák a töltést.

Egy gázérzékelő csak olyan gázokat képes érzékelni, amelyek egy érzékelővel vagy több érzékelővel, vagy egyáltalán érintkezőkkel érintkeznek. A diffúziós készüléknél a gázok a mérőberendezés házán lévő nyílásokon keresztül jutnak az érzékelőhöz. A beépített szivattyúval rendelkező (vagy a szivattyúszondás diffúziós készülék) esetében a gázok nagyobb távolságból is beszívhatók, és az érzékelőkhöz vezethetők. Ez lehetővé teszi például a szabad mérést a szűk munkaterekbe való belépés előtt.

Az IP („Ingress Protection”) védettségi fokozatot az EN 60529 nemzetközi szabvány határozza meg. Az elektromos készülékek házának védettségét jelzik vele a környezeti behatások, mint (szennyeződés, por stb.) és nedvesség ellen.

Az „IP” jelölés után következő számok mindegyike meghatározott jelentéssel bír: az első a készülék belső részének idegen tárgyakkal szembeni védettségi fokát adja meg, a második azt a védettségi fokozatot mutatja, amelyet a ház a nedvesség különböző formáival szemben (vízcseppek, vízpermet, folyadékba merítés stb.) nyújt.

A gázérzékelőn feltüntetett CE-jelölés a gyártó nyilatkozata arról, hogy a termék megfelel az összes vonatkozó európai uniós rendelkezésnek, és az összes előírt megfelelőségértékelési eljárást elvégezték.

Speciálisan a hordozható gázméréstechnikára vonatkozó irányelvek az ATEX és az EMC. „AT mosphère EX plosible“: így hangzik franciául a robbanásveszélyes környezet. A 2014/34/EU ATEX irányelv robbanásveszélyes környezetben való használatra szánt berendezésekre és védelmi rendszerekre vonatkozik. Az irányelv meghatározza az alapvető egészségügyi és biztonsági követelményeket, illetve megfelelőségértékelési eljárásokat, amelyek a termékek forgalomba hozatala előtt az EU-ban alkalmazandók.

EMC: az elektromágneses kompatibilitásról szóló 2014/30/EU irányelv célja, hogy korlátozza a berendezések elektromágneses kibocsátását annak érdekében, hogy azok ne zavarják más berendezések működését, és biztosítsa, hogy maga a berendezés is védve legyen a zavaró elektromágneses hatásoktól.

A hordozható gázérzékelők számos alkalmazáshoz használhatók, ahol képesnek kell lenniük a hidrogén, metán, benzingőz, propán és – az alkalmazástól függően – számos egyéb éghető gáz kimutatására.

A pentánnal történő kalibrálás általában jó referenciaértéket szolgáltat számos éghető gáz esetében. Ha más gázok közvetlen mérése szükséges, mint például etanol, a válaszfaktorok az egyes műszerek kezelési útmutatójában fel vannak tüntetve. Ezek a tényezők akkor használhatók, ha a mérendő gáz ismert. Az ismeretlen keverékek esetében a pentánnal történő kalibrálás a legpontosabb mérési értékeket eredményezi. Ez a fajta kalibrálás elvégezhető metánnal is, ami azonban katalitikus érzékelőn csak nehezen ég, mert az érzékelőelem magasabb hőmérsékletére és több katalizátorra van szükség, mint a legtöbb éghető gáznál.

Keresztérzékenységnek nevezzük, ha az érzékelő a mért gázon kívül más gázokra is reagál. A keresztérzékenység teljesen normális jelenség, még akkor is, ha az érzékelő kialakításával nagymértékben lehet csökkenteni. Néhány kölcsönhatás azonban továbbra is fennmarad – ezek a hőmérséklettől, nyomástól, páratartalomtól, az érzékelő korától, a korábbi gázexpozíciótól vagy egyszerűen csak magától az érzékelőtől függően változnak. Az érzékelő műszaki leírásában mindig fel van tüntetve a keresztérzékenységre vonatkozó információ is.

A riasztási küszöbérték az a meghatározható gázkoncentráció, amelynél riasztásnak kell aktiválódnia. A riasztások széles tartományban beállíthatók. Általában érzékelőnként két riasztási határérték (MAK érték) van beállítva. Ezenkívül KZW és LZW értékek mérése is szükséges, a meghatározandó határértékekre vonatkozó nemzeti előírásoktól függően. A riasztások lehetnek vizuális, akusztikus vagy rezgő jelzések.
Ezeken a standard riasztási módokon kívül egyes műszerek, mint például az MSA multigáz-érzékelők további biztonságot nyújtanak a „holtember” és manuális riasztási funkciók révén.

A „részecskeszám per millió részecske“ (ppm, parts per million) gyakran használatos mértékegység a mérgező gázok koncentrációjának meghatározására. A munkahelyi koncentrációs értékeket ppm (vagy ml/m³) egységben szokás kifejezni. „10.000 részecske per millió részecske“ 1 térfogatszázalék gázkoncentrációnak felel meg.

Egy éghető folyadék lobbanáspontja feletti hőmérsékleten képes meggyulladni, az égéshez pedig arra van szükség, hogy a gőzkoncentráció két konkrét határérték, nevezetesen az alsó és felső robbanási határérték között legyen.

• alsó robbanási határérték (UEG) – egy gőz minimálisan szükséges koncentrációja az égés fenntartásához

• felső robbanási határérték (OEG) – egy gőz maximális koncentrációja az égés fenntartásához. Magasabb koncentráció esetén az oxigén mennyisége nem lenne elegendő az égési folyamathoz. Az alsó robbanási határérték (UEG) és a felső robbanási határérték (OEG) között képes egy éghető gáz meggyulladni. A gázspecifikus UEG egyedi érték, pl. a metánnál 4,4 térfogatszázalék. A gázérzékelők a koncentrációt kijelezhetik térfogatszázalékban is, de gyakoribb az „UEG %”, ami szemléletesebben kifejezi, hogy milyen mértékű a robbanásveszélyes légkör kockázata.

A mérési tartomány az érzékelőtől függ, és attól, hogy mit kell mérni a készülékkel. Az éghető gázok ellenőrzésére szolgáló érzékelők általában az alsó robbanási határérték 0–100%-a közötti tartományban működnek, olyan gázoknál, mint például a metán. A mérgező gázokhoz használatos érzékelők a munkavédelem szempontjából mérvadó tartományt képesek lefedni, ami a H2S esetében pl. 0–200 ppm.

Az MSA kifejlesztette saját katalitikus és elektrokémiai XCell érzékelősorozatát. Az XCell érzékelőket kifejezetten munkavédelmi alkalmazásokhoz tervezték, és az elérhető érzékelők között a legrobusztusabbak közé tartoznak. Számos előnyük az első osztályú érzékelők fejlesztése terén szerzett több évtizedes tapasztalaton, és az XCell érzékelők vezérlésére szolgáló saját fejlesztésű alkalmazásspecifikus integrált áramkör (ASIC) bevezetésén alapul. Az egy integrált áramkörön elhelyezett testre szabott elektronikának köszönhetően az MSA képes úgy egymáshoz hangolni az érzékelő elemeket és az elektronikát, hogy az érzékelők kisebb elektromos zajjal, nagyobb érzékenységgel és pontosabb környezeti kompenzációval működjenek.

Napjainkban számos gázméréstechnika létezik. A leggyakrabban használt hordozható mérőműszerek működése a következő érzékeléstechnológiákon alapul:

• katalitikus érzékelő éghető gázokhoz

• infravörös éghető gázokhoz és szén-dioxidhoz

• elektrokémiai érzékelő mérgező gázokhoz

• elektrokémiai érzékelő oxigénszint-felügyelethez

• XCell-érzékelők

A gázcsoport meghatározása után ki kell választani a fennálló veszélynek megfelelő mérés- és érzékeléstechnikát:

• éghető vagy gyúlékony gázok – általában 0–100% LEL értékben mérik éghető gázokhoz alkalmas katalitikus érzékelőkkel, amelyek megfelelő működéséhez legalább 10 térfogatszázalék oxigén szükséges. Időnként azonban szükség van a térfogatszázalék-koncentráció ellenőrzésére semleges, oxigénmentes környezetben is. Erre a legalkalmasabb az IR-technológia (infravörös technológia).

• A mérgező gázokat vagy irritáló gázokat általában elektrokémiai érzékelőkkel mérik részecskeszám per millió részecske (ppm, parts per million) mértékegységben, a káros koncentrációk elkerülése érdekében. Ha bizonyos mérgező gázok korai észlelésére van szükség, a PID-technológia is alkalmazható olyan gázok esetében, amelyek már alacsony koncentrációban mérgezőek, és magas koncentrációban egyidejűleg gyúlékonyak is lehetnek, ilyenek általában az illékony szerves vegyületek.

• A túl alacsony és túl magas oxigénszint elektrokémiai érzékelőkkel felügyelhető. Ezeknél azonban vannak műszaki különbségek, eltérő élettartam és megbízhatóság mellett. Meglehetősen hosszú élettartamuk miatt jelenleg a fogyasztásmentes reakcióval rendelkező elektrokémiai oxigénérzékelőket részesítik előnyben.

Az adott alkalmazástól, a költségvetéstől vagy a belső előírásoktól függően különböző választási kritériumok lehetségesek, de a gázérzékelő kiválasztásakor alapvetően a következő pontokat kell figyelembe venni:

• Az érzékelő válaszideje (általában kifejezve T90-idő) .

• Az érzékelők pontossága és megbízhatósága az idő múlásával

• Robusztusság és ellenálló képesség a környezeti hatásokkal szemben

• Feltételek nélküli garancia a teljes berendezésre

• Kiegészítő riasztási funkciók a vizuális, optikai és rezgésjelző funkciókon kívül

• Karbantartásigény és üzemeltetési költségek

• Kompatibilitás kezelőszoftverekkel, és ezek beszerezhetősége

A gázoknak három fő csoportja van, amelyeket a hordozható gázérzékelés technikájával fontos kimutatni és felügyelni:
1. gyúlékony vagy éghető gázok – a lehetséges robbanás elkerülése érdekében a légköri koncentrációt az alsó robbanási határérték (LEL) alatt kell tartani
2. mérgező gázok vagy irritáló gázok – kimutatásuk az egészség védelme érdekében szükséges a mérgezésekkel szemben. Ez nemcsak a rövid ideig fennálló koncentrációk felügyeletét teszi szükségessé, hanem ami még fontosabb, a munkavállalókra gyakorolt rövid vagy hosszú távú hatás elkerülését.
3. fulladást okozó gázok / kiszorító gázok – ezeket felügyelni szükséges, annak biztosítása érdekében, hogy a légkör ne tartalmazzon sem túl kevés oxigént (a 19,5 térfogatszázaléknál kevesebb tartalom kedvezőtlenül befolyásolja a normál légzést), sem túl sok oxigént (ha 20,8 térfogatszázaléknál magasabb, az fokozott robbanásveszélyhez vezethet).

Minden munkahelyen számos veszélyforrással kell számolni. Az ipar fejlődése következtében egyre gyakoribbak a gázoktól eredeztethető S veszélyek. Az általános szabály az, hogy a munkáltató köteles a munkahelyet szakképzett biztonságtechnikai szakértővel kiértékeltetni annak megállapítása érdekében, hogy fennállnak-e, és ha igen, milyen gázoktól eredeztethető veszélyek vannak vagy lehetnek jelen, amelyek megfelelő gázérzékelő készülék használatát teszik szükségessé.

A megfelelő ellenőrző gáz kiválasztása döntő fontosságú a gázérzékelő készülék működőképessége szempontjából. A Haberkorn munkavédelmi katalógusában ehhez széleskörű választékot kínál, amely megkönnyíti a tevékenységtől, veszélytényezőktől vagy iparágtól függő választást. Az MSA ellenőrző gázok minőségüknek és tanúsításuknak megfelelően biztosítják, hogy a gázpalack eltarthatósági ideje alatt mindvégig használhatók maradjanak. Az MSA tartozékok és a széleskörű gázszortiment gyártása és ellenőrzése az iparág legszigorúbb szabványai szerint történik. Az MSA ellenőrző gázpalackokat mindig elemzési tanúsítvánnyal és anyagbiztonsági adatlappal szállítjuk. A hordozható gázérzékelőkhöz használt szinte minden MSA ellenőrző gázpalack RFID-címkével van ellátva, amely az MSA automatikus GALAXY^® GX2 ellenőrző állomás elektronikus palacktartójával automatikusan kiolvasható.